Составы питательных сред для культивирования микроорганизмов. Составы питательных сред для культивирования микроорганизмов. Приготовление посевного материала и культивирование микроорганизмов

• Название: Составы питательных сред для культивирования микроорганизмов. Приготовление посевного материала и культивирование микроорганизмов
• Дата: 29.09.2018
• Размер: 0.76 Mb.
• Имя файла: Составы питательных сред для культивирования микроорганизмов.pptx
• Тип: Документы; #51946

Составы питательных сред для культивирования микроорганизмов. Приготовление посевного материала и культивирование микроорганизмов.
Подготовила : Жалмагамбетова Айнур Фа-12-005-2


Требования, предъявляемые к средам

• быть питательными, то есть содержать в легко усвояемом виде все вещества, необходимые для удовлетворения пищевых и энергетических потребностей. При культивировании ряда микроорганизмов в среды вносят факторы роста — витамины, некоторые аминокислоты, которые клетка не может синтезировать.
• иметь оптимальную концентрацию водородных ионов — pH, так как только при оптимальной реакции среды, влияющей на проницаемость оболочки, микроорганизмы могут усваивать питательные вещества.
  

• быть стерильными, так как посторонние микробы препятствуют росту изучаемого микроба, определению его свойств и изменяют свойства среды.
  

• обладать определённым окислительно — восстановительным потенциалом, то есть соотношением веществ, отдающих и принимающих электроны, выражаемым индексом RH2. Например, анаэробы размножаются при RH2, не выше 5, а аэробы— при RH2 не ниже 10.
• быть по возможности унифицированным, то есть содержать постоянное количество отдельных ингредиентов.
  
• Желательно, чтобы среды были прозрачными — удобнее следить за ростом культур, легче заметить загрязнение среды посторонними микроорганизмами.
  

• Глубинный метод культивирования заключается в выращивании микроорганизмов в жидкой питательной среде.
  

1. Позволяет получать бактериальную массу за короткое время. 2. Процесс легко управляем из-за высокой степени автоматизации. 3. Позволяет легко корректировать рН среды в ходе культивирования посредством дополнительного внесения питательных веществ, особенно углеводных и биологических стимуляторов. 4. При данном способе выращивания максимальные результаты культивирования легко воспроизводимы.

• Технологический процесс глубинного выращивания микроорганизмов в аппаратах-культиваторах (биореакторах) складывается из следующих этапов:
• - получение посевного материала;
  
• - приготовление питательных сред;
  
• - стерилизация питательных сред;
  
• - очистка воздуха до и после аэрирования;
  
• - производственное культивирование.
  

• Получение посевного материала осуществляется постадийным увеличением массы микроорганизмов в четыре ступени:
  
• - исходная культура продуцента;
  
• - маточная культура, выращенная в колбах на качалке;
  
• - посевная культура, выращенная в инокуляторе;
  
• - посевная культура, выращенная в посевном аппарате.
  
• Объем посевного материала зависит от физиологических особенностей продуцента. Он резко возрастает, до 5-20 %, если продуцент размножается только вегетативно, и сокращается до 1 %, если культура спороносящая. Объем посевного аппарата составляет до 10 % от объема промышленного ферментера. При использовании слишком молодой культуры процесс получения посевного материала значительно удлиняется.

Приготовление питательных сред.

• В промышленных условиях питательные среды обычно готовят в отдельном цехе, чтобы загрязненное микроорганизмами сырье не попало в основное производство. Среды готовят в емкостях, снабженных механическими мешалками, добавляя в определенной последовательности растворимые (соевая мука, кукурузная мука, мел) компоненты. При необходимости отдельные компоненты дополнительно обрабатывают: измельчают, просеивают, отваривают, экстрагируют. Поэтому цех для приготовления питательных сред должен быть оборудован теплообменниками, дозаторами, размельчителями, экстракторами, варочными котлами, аппаратами для гидролиза. Для лучшего растворения среду нагревают до 70-80ºС острым паром.

Стерилизация питательных сред.  Приготовленную питательную среду стерилизуют двумя способами – отделением микроорганизмов от среды или уничтожением их в среде. Перспективнее первый способ, поскольку при любом методе уничтожения микроорганизмов происходит частичное разрушение питательных компонентов среды.

• Первый способ проводят с помощью полупроницаемых мембран в процессе микрофильтрации.
• Второй метод стерилизации проводят с помощью высоких температур.
  

Стерилизацию питательных сред можно проводить периодически и непрерывно. При периодическом способе процесс ведут в самом ферментере, куда заливают питательную среду, нагревают ее до температуры стерилизации, выдерживают при этой температуре нужное время и охлаждают. При непрерывном способе предварительно стерилизуют аппараты и коммуникации проточным паром, затем подают в ферментер среду, которая прошла через нагревательную колонку, где нагрелась острым паром до 120-140 ºС, выдерживатель, где находилась нужное время при температуре стерилизации и холодильник, где охладилась до температуры культивирования. Отдельно от среды периодическим способом стерилизуют пеногаситель и все корректирующие растворы.

Очистка воздуха до и после аэрирования. Атмосферный воздух содержит частицы пыли органической и неорганической природы, капли воды и микроорганизмы в количестве до 10 5 частиц на 1 м3. Стерильность его достигается фильтрацией через объемные волокнистые фильтры. Обычно необходима двойная очистка – на головном фильтре, затем на индивидуальных фильтрах непосредственно перед вводом воздуха в посевные и производственные ферментеры. После аэрирования производственной культуры газовый поток, отводимый из ферментера, несет с собой клетки продуцента. Их отлавливают фильтрами на отводящем воздухоносе.

Биосинтез веществ глубинным способом протекает достаточно быстро. Продолжительность выращивания микроорганизмов в культиваторе 18-24 часа, для спорообразующих она колеблется от 40 до 250 часов (для актиномицетов и микроскопических грибов) при непрерывной подаче воздуха (кроме анаэробов) и перемешивании. Высокие концентрации питательных веществ на первых этапах могут тормозить рост биомассы микроорганизмов. Поэтому питательная среда вводится в ферментер постепенно на стадии активного роста. Большинство продуцентов являются мезофильными микроорганизмами и оптимум их развития находится при температуре 22-32 ºС. Почти все быстро инактивируются при повышении температуры сверх оптимальной. Процесс культивирования контролируют по изменению температуры, рН, расходу воздуха, частоте вращения мешалки, содержанию кислорода, а также путем периодического отбора проб (через 1-12 часов). В пробах определяют содержание углеводов, общего и аминного азота, наличие посторонней микрофлоры, исследуют морфологию микробных клеток.

Глубинный способ выращивания микроорганизмов может быть как периодическим, так и непрерывным. При периодическом способе продуценты выращивают в какой-либо среде без ее смены, загружая в биореактор весь объем питательной среды и посевного материала (инокулят) одновременно. Процесс ведется до образования определенного количества биомассы или продукта метаболизма.



Кривая роста микроорганизма